CH616355A5 - - Google Patents

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CH616355A5
CH616355A5 CH438177A CH438177A CH616355A5 CH 616355 A5 CH616355 A5 CH 616355A5 CH 438177 A CH438177 A CH 438177A CH 438177 A CH438177 A CH 438177A CH 616355 A5 CH616355 A5 CH 616355A5
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CH
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tool
drive
shank
recess
control
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Application number
CH438177A
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German (de)
Inventor
Mogens Bjarne Nielsen
Original Assignee
Mogens Bjarne Nielsen
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    • B23B31/02Chucks
    • B23B31/10Chucks characterised by the retaining or gripping devices or their immediate operating means
    • B23B31/107Retention by laterally-acting detents, e.g. pins, screws, wedges; Retention by loose elements, e.g. balls
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Werkzeugaufnahme-30 Vorrichtung gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The invention relates to a tool holder device according to the preamble of patent claim 1.
Ein aus US-PS 1 844 446 und DE-Gm 7 439 278 bekannter Werkzeughalter besitzt ein Hülsenelement mit einer zylindrischen Axialbohrung zur Aufnahme eines Werkzeugschaftes. Es enthält ein zwischen einer eingefahrenen Position, wo es in 35 die zylindrische Bohrung hineinragt, und einer zurückgezogenen Position, wo die Bohrung freigegeben ist, verschiebbares Antriebselement, welches in Richtung auf die eingefahrene Position durch ein Federelement vorgespannt ist. Beim Einschieben des Werkzeugschaftes in die zylindrische Bohrung des 40 Hülsenelementes wird das Antriebselement in seine zurückgezogene Position geschoben, und sobald der Werkzeugschaft voll in die zylindrische Bohrung eingeführt ist, kann sich das federbelastete Antriebselement in seine eingefahrene Position bewegen, wobei es teilweise in eine in die Seite des Werkzeug-45 schaftes eingeformte Ausnehmung eingreift und verhindert, dass der Werkzeugschaft axial aus der Zylinderbohrung des hülsenförmigen Elementes herausbewegt wird. Ferner überträgt das Antriebselement Rotationskräfte vom Werkzeughalter auf den darin aufgenommenen Werkzeugschaft. Diese so bekannten Werkzeughalter mit ihren zugehörigen Werkzeugschäften sind so ausgebildet, dass eine Verdrehung des Werkzeugschaftes in einer der normalen Umlaufrichtung des zugehörigen Werkzeugs entgegengesetzten Richtung dazu führt, dass das Antriebselement des Werkzeughalters aus dem Ein-55 griff in die Vertiefung des Werkzeugschaftes durch eine Steuerflächenwirkung herausgedrängt wird, woraufhin der Werkzeugschaft freigegeben ist und aus dem Werkzeughalter entfernt werden kann. A tool holder known from US Pat. No. 1,844,446 and DE-Gm 7,439,278 has a sleeve element with a cylindrical axial bore for receiving a tool shaft. It contains a drive element which can be displaced between a retracted position, where it projects into the cylindrical bore, and a retracted position, where the bore is released, and which is biased in the direction of the retracted position by a spring element. When the tool shaft is inserted into the cylindrical bore of the 40 sleeve element, the drive element is pushed into its retracted position, and as soon as the tool shaft is fully inserted into the cylindrical bore, the spring-loaded drive element can move into its retracted position, partially moving it into one Shaped recess engages side of the tool shaft and prevents the tool shaft from being moved axially out of the cylinder bore of the sleeve-shaped element. Furthermore, the drive element transmits rotational forces from the tool holder to the tool shank accommodated therein. These so-known tool holders with their associated tool shafts are designed such that a rotation of the tool shaft in a direction opposite to the normal direction of rotation of the associated tool leads to the drive element of the tool holder being pushed out of the engagement into the recess of the tool shaft by a control surface effect the tool shaft is released and can be removed from the tool holder.
Wird ein in einen bekannten Werkzeughalter der zuvor 60 beschriebenen Art eingesetztes Werkzeug einer von dem Halter abgekehrten Axialkraft unterworfen, dann kann es vorkommen, dass gleichzeitig das Werkzeug und damit auch der Werkzeugschaft einem Moment unterworfen werden, welches sehr klein ist oder welches sogar der normalen Rotationsrich-65 tung des Werkzeugs entgegengerichtet sein kann. Unter solchen Umständen kann sich der Werkzeugschaft unbeabsichtigt aus dem Werkzeughalter lösen. Dieses Risiko der unbeabsichtigten Werkzeuglösung ist bei fast jeder Art von Rotations- If a tool inserted into a known tool holder of the type described above 60 is subjected to an axial force which is turned away from the holder, then it can happen that the tool and thus also the tool shaft are subjected to a moment which is very small or which is even the normal rotational direction -65 direction of the tool can be opposite. Under such circumstances, the tool shank can unintentionally come loose from the tool holder. This risk of unintentional tool solution is present in almost every type of rotary
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Werkzeugen vorhanden, aber besonders ausgeprägt bei rotierenden Schlagwerkzeugen, wie Hammerbohrern. Tools available, but particularly pronounced with rotating striking tools, such as hammer drills.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Werkzeugaufnahmevorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, dass dieses unbeabsichtigte Lösen unter allen Umständen verhindert wird. The object of the invention is to design a tool holding device of the type mentioned in the introduction in such a way that this unintentional loosening is prevented under all circumstances.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale gelöst. According to the invention, this object is achieved by the features stated in the characterizing part of patent claim 1.
Diese Lösung hat den Vorteil, dass die sonst zur Trennung des Werkzeugschaftes vom Werkzeughalter führenden Axialkräfte zumindest teilweise in ein Drehmoment verwandelt werden, welches den Werkzeugschaft in seiner normalen Umlaufrichtung antreibt. Auf diese Weise wird ein unbeabsichtigtes Lösen des Werkzeugschaftes aufgrund einer Schaftrotation in entgegengesetzter Richtung wirksam verhindert. This solution has the advantage that the axial forces which otherwise lead to the separation of the tool shaft from the tool holder are at least partially converted into a torque which drives the tool shaft in its normal direction of rotation. In this way, unintentional loosening of the tool shank due to shaft rotation in the opposite direction is effectively prevented.
Die Anlagefläche des Werkzeugschaftes und der damit zusammenwirkende Oberflächenbereich des Antriebselementes können jede geeignete Form von zusammenwirkenden Steuerflächen aufweisen. Beispielsweise eignen sich als Anlagefläche einerseits und als zugeordneter Oberflächenteil des Antriebselementes im wesentlichen ebene Oberflächenteile, welche in der gleichen Richtung und schiefwinklig gegenüber der Längsachse des Werkzeugschaftes verlaufen. Alternativ dazu können sowohl die Anschlagfläche als auch der zugeordnete Oberflächenteil des Antriebselementes gekrümmt sein, es ist aber auch möglich, dass einer der zusammenwirkenden Oberflächenteile konvex gekrümmt und der andere eben ausgebildet ist. The contact surface of the tool shank and the interacting surface area of the drive element can have any suitable form of interacting control surfaces. For example, on the one hand and as an associated surface part of the drive element, essentially flat surface parts are suitable, which run in the same direction and at an oblique angle with respect to the longitudinal axis of the tool shank. Alternatively, both the stop surface and the associated surface part of the drive element can be curved, but it is also possible that one of the interacting surface parts is convexly curved and the other is flat.
Für eine Werkzeugaufnahmevorrichtung, bei der sich die im wesentlichen zylindrische Bohrung in einer Hülse befindet und das Antriebselement quer zur Längsachse der Hülse zwischen einer vorgeschobenen Position, wo ein Teil des Antriebselementes in die Bohrung hineinragt, und einer zurückgezogenen Position, wo das Antriebselement die Bohrung freigibt, verschiebbar ist, kann es vorteilhaft sein, wenn der in die zylindrische Bohrung einschiebbare Teil des Antriebselementes eine Steueroberfläche aufweist, welche so gestaltet ist, dass auf den in die Bohrung eingeschobenen Werkzeugschaft eine Tendenz zur Rotation in der zweiten Drehrichtung übertragen wird, wenn die Anlagefläche der Ausnehmung in dem Werkzeugschaft durch Axialkräfte gegen die Steueroberfläche gedrückt wird. For a tool receiving device in which the substantially cylindrical bore is in a sleeve and the drive element transversely to the longitudinal axis of the sleeve between an advanced position where part of the drive element projects into the bore and a retracted position where the drive element releases the bore , displaceable, it can be advantageous if the part of the drive element which can be inserted into the cylindrical bore has a control surface which is designed in such a way that a tendency to rotation in the second direction of rotation is transmitted to the tool shaft inserted into the bore when the contact surface the recess in the tool shaft is pressed against the control surface by axial forces.
Ferner bezieht sich die Erfindung auf einen zur Verwendung in einer derartigen Werkzeugaufnahmevorrichtung geeigneten Werkzeugschaft, der mindestens eine Vertiefung in einem Abstand von dem freien Schaftende aufweist, wobei diese Vertiefung an einem dem freien Schäftende benachbarten Ende eine sich quer zur Längsachse des Werkzeugschaftes erstreckende Anlagefläche bildet. Dieser Werkzeugschaft zeichnet sich dadurch aus, dass die Anlagefläche eine Steueroberfläche enthält, welche so geformt ist, dass sie dem Werkzeugschaft eine Tendenz zur Rotation in der zweiten Drehrichtung des Schaftes erteilt, wenn diese Steueroberfläche durch axial gerichtete Kräfte gegen das Antriebselement gepresst wird. Furthermore, the invention relates to a tool shank suitable for use in such a tool holding device, which has at least one recess at a distance from the free shaft end, this recess forming an abutment surface extending transversely to the longitudinal axis of the tool shaft at an end adjacent to the free shaft end. This tool shaft is characterized in that the contact surface contains a control surface which is shaped such that it gives the tool shaft a tendency to rotate in the second direction of rotation of the shaft when this control surface is pressed against the drive element by axially directed forces.
Diese Steueroberfläche kann beispielsweise einen konvex gekrümmten Oberflächenteil oder einen schraubenförmigen Oberflächenteil aufweisen. Vorzugsweise ist die erfindungsge-mässe Steueroberfläche jedoch eine im wesentlichen ebene Oberfläche, die sich schiefwinklig gegenüber der Längsachse des Werkzeugschaftes erstreckt. In diesem Falle kann man die Vertiefung mittels einer einfachen spanabhebenden Operation in den Schaft einarbeiten, indem man ein rotierendes oder hin und her gehendes Schneidwerkzeug verwendet. Die ebene Steueroberfläche kann einen Winkel gegenüber einer senkrecht zur Längsachse der zylindrischen Bohrung verlaufenden This control surface can have, for example, a convexly curved surface part or a helical surface part. Preferably, however, the control surface according to the invention is an essentially flat surface which extends at an oblique angle with respect to the longitudinal axis of the tool shank. In this case, the recess can be machined into the shaft by a simple machining operation using a rotating or reciprocating cutting tool. The flat control surface can form an angle with respect to a perpendicular to the longitudinal axis of the cylindrical bore
Ebene einnehmen, welcher grösser ist als 15° und vorzugsweise etwa 20° beträgt. Take a plane that is larger than 15 ° and preferably about 20 °.
Die Gefahr eines unbeabsichtigten Lösens des Werkzeugschaftes aus dem Werkzeughalter kann man weiterhin dadurch 5 vermindern, dass man die Grundfläche der Vertiefung so ausbildet, dass sie eine leicht gekrümmte wendel- oder schraubenförmige Oberfläche bildet, die mit dem Antriebselement des Werkzeughalters in der Weise so zusammenarbeiten kann, The risk of unintentional loosening of the tool shank from the tool holder can be further reduced by 5 forming the base of the recess so that it forms a slightly curved helical or helical surface that can work in this way with the drive element of the tool holder ,
dass die Axialbewegung des Werkzeugschaftes verhindert und io zum Teil in ein Drehmoment verwandelt wird, welches den Werkzeugschaft in der normalen Umlaufrichtung des zugehörigen Werkzeugs rotieren lässt. Die Steigung dieser wendel-oder schraubenförmigen Oberfläche liegt vorzugsweise im Bereich von 20 bis 40 cm pro Windung. 15 Der erfindungsgemässe Werkzeugschaft ist vorzugsweise für solche Werkzeuge gedacht, die im Betrieb nur in ein und derselben Richtung umlaufen. Beispiele hierfür sind Bohrer, Schraubendreher, Schleifscheiben, Fräswerkzeuge und dergleichen. Dabei ist es gleichgültig, ob diese Werkzeuge für Werk-20 zeugmaschinen, motorisch angetriebene Handwerkzeuge, wie elektrische Bohrmaschinen, oder für manuell betätigte Werkzeuge gedacht sind. that the axial movement of the tool shank is prevented and partially converted into a torque which rotates the tool shank in the normal direction of rotation of the associated tool. The pitch of this helical or helical surface is preferably in the range from 20 to 40 cm per turn. 15 The tool shank according to the invention is preferably intended for tools that only rotate in one and the same direction during operation. Examples include drills, screwdrivers, grinding wheels, milling tools and the like. It does not matter whether these tools are intended for machine tools, motor-driven hand tools, such as electric drills, or for manually operated tools.
Nachstehend werden einige bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf eine Zeichnung 25 näher erläutert. Darin zeigen: Some preferred exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to a drawing 25. In it show:
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Werkzeughalters mit erfindungsgemäss eingesetztem Werkzeugschaft, Fig. 2, 3 und 4 je einen Schnitt im Verlauf einer Linie A—A von Fig. 1, wobei der Werkzeugschaft jeweils unterschiedliche 30 Winkelpositionen gegenüber dem Werkzeughalter einnimmt, Fig. 5a und 5b verschiedene Seitenansichten des Werkzeugschaftes in verkleinertem Massstab, 1 shows a partially sectioned side view of a tool holder with the tool shank used according to the invention, FIGS. 2, 3 and 4 each show a section along the line A — A of FIG. 1, the tool shank each occupying different 30 angular positions with respect to the tool holder, 5a and 5b different side views of the tool shank on a reduced scale,
Fig. 6 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Werkzeughalters in teilweise geschnittener Seitenansicht, 6 shows a second exemplary embodiment of a tool holder in a partially sectioned side view,
35 Fig. 7 und 8 in Anlehnung an Fig. 1 unterschiedliche Ausführungen von Antriebselementen für einen Werkzeughalter mit entsprechenden Ausnehmungen im Werkzeugschaft, und Fig. 9 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels für einen Werkzeughalter, in den 40 der Schaft eines Fräswerkzeugs eingesetzt ist. 35 FIGS. 7 and 8 based on FIG. 1, different designs of drive elements for a tool holder with corresponding recesses in the tool shank, and FIG. 9 is a partially sectioned side view of a further exemplary embodiment for a tool holder, in which 40 the shank of a milling tool is inserted.
Zu dem in den Fig. 1 bis 5 der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel gehört ein Werkzeughalter 10 zur Aufnahme eines Schaftes 12 eines Bohrers 11. Eine Hülse 13 des Werkzeughalters 10 besitzt eine zylindrische Bohrung zur 45 Aufnahme des Schaftes 12 und ist von einem elastischen Ring 14 umgeben, der eine ringförmige Vertiefung der Hülse 13 umgreift und beispielsweise aus Gummi oder einem geeigneten Kunststoff hergestellt ist. In einem durchgehenden Querkanal der Hülse 13 ist ein Antriebselement 15 in der so Weise untergebracht, dass es in einer Ebene verschiebbar ist, welche in einem Abstand und parallel zu einer Ebene 16 verläuft, welche durch die Achse des Werkzeughalters 10 geht. 1 to 5 of the drawing includes a tool holder 10 for receiving a shank 12 of a drill 11. A sleeve 13 of the tool holder 10 has a cylindrical bore for receiving the shank 12 and is surrounded by an elastic ring 14 , which surrounds an annular recess in the sleeve 13 and is made, for example, of rubber or a suitable plastic. A drive element 15 is accommodated in a continuous transverse channel of the sleeve 13 in such a way that it can be displaced in a plane which runs at a distance and parallel to a plane 16 which passes through the axis of the tool holder 10.
Der auf das äussere Ende des Antriebselementes 15 einwirkende elastische Ring 14 übt einen ständigen, nach innen 55 gerichteten Druck auf das Antriebselement aus, so dass dieses in eine in Fig. 2 dargestellte innere Position geschoben wird, wo seine innere Endoberfläche an einer in die Hülse 13 eingeformten radial verlaufenden Anschlagfläche 17 anliegt. In das obere Ende des Werkzeughalters 10 ist eine Gewindeboh-60 rung 18 eingearbeitet, mittels der der Werkzeughalter auf einen motorgetriebenen Teil 19 aufgeschraubt werden kann, welcher beispielsweise zu einer Werkzeugmaschine oder elektrischen Handbohrmaschine gehören kann. The elastic ring 14 which acts on the outer end of the drive element 15 exerts constant, inward pressure 55 on the drive element so that it is pushed into an inner position shown in Fig. 2, where its inner end surface at one in the sleeve 13 molded radially extending stop surface 17 abuts. In the upper end of the tool holder 10, a tapped hole 60 is incorporated, by means of which the tool holder can be screwed onto a motor-driven part 19, which can belong, for example, to a machine tool or an electric hand drill.
Der Schaft 12 des Werkzeugs ist mit einer Vertiefung 20 65 versehen, welche bei den dargestellten Ausführungsbeispielen die Form einer seitlich an den Werkzeugschaft angefrästen Fläche besitzt. Wie jedoch oben erwähnt, gehört die Bodenoberfläche dieser Vertiefung vorzugsweise zu einer wendel The shank 12 of the tool is provided with a recess 20 65, which in the exemplary embodiments shown has the shape of a surface milled on the side of the tool shank. However, as mentioned above, the bottom surface of this recess preferably belongs to a helix
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bzw. schraubenförmigen Oberfläche mit grosser Steigung, wie in Fig. 5b angedeutet. Die obere und untere Begrenzung dieser Vertiefung 20 bilden je eine schräge Oberfläche 21 und 22, von denen die obere Oberfläche 21 von besonderer Bedeutung ist. Der zwischen dieser oberen Oberfläche 21 und einer senkrecht zur Längsachse des Werkzeugschaftes 12 verlaufenden Ebene gebildete Winkel ist vorzugsweise grösser als 15°, vorzugsweise etwa 20°. Wie in Fig. 1 angedeutet ist, weist eine obere Randfläche 23 des Antriebselements 15 die gleiche Neigung auf. or helical surface with a large slope, as indicated in Fig. 5b. The upper and lower boundaries of this depression 20 each form an inclined surface 21 and 22, of which the upper surface 21 is of particular importance. The angle formed between this upper surface 21 and a plane running perpendicular to the longitudinal axis of the tool shank 12 is preferably greater than 15 °, preferably approximately 20 °. As indicated in FIG. 1, an upper edge surface 23 of the drive element 15 has the same inclination.
Die im wesentlichen ebene Grundfläche der Vertiefung 20 kann man sich in einen Drehmoment-Übertragungsteil 24 und in einen Kurventeil 25 unterteilt denken, siehe Fig. 1. Befindet sich der Schaft 12 des Bohrers 11 im Werkzeughalter 10 und das Antriebselement 15 in seiner inneren Endposition gemäss Fig. 2, dann bringt die Rotation des Werkzeughalters in Richtung des Pfeiles von Fig. 2 das Antriebselement 15 zur Anlage am Drehmoment-Übertragungsteil 24, so dass die Rotationsbewegung des Werkzeughalters 10 auf den Bohrer 11 übertragen wird. The essentially flat base of the recess 20 can be thought of as being divided into a torque transmission part 24 and a curve part 25, see FIG. 1. The shaft 12 of the drill 11 is located in the tool holder 10 and the drive element 15 in its inner end position according to FIG 2, then the rotation of the tool holder in the direction of the arrow of FIG. 2 brings the drive element 15 into contact with the torque transmission part 24, so that the rotational movement of the tool holder 10 is transmitted to the drill 11.
Soll der Bohrer 11 aus dem Werkzeughalter 10 entnommen werden, so wird die Hülse 13 stationär gehalten, während man den Schaft 12 manuell in der Richtung eines Pfeiles von Fig. 3 verdreht. Dabei gelangt der Kurventeil 25 der Vertiefung 20 zur Anlage mit der Endoberfläche des Antriebselements 15, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Auf diese Weise wird das Antriebselement entgegen der Vorspannung durch den elastischen Ring 14 nach aussen verschoben. Sobald der Schaft 12 in diese Winkelposition verdreht worden ist, befindet sich das Antriebselement 15 nicht mehr im Eingriffsbereich der Vertiefung 20 (siehe Fig. 4), und man kann den Bohrer 11 jetzt axial aus der Hülse 13 herausziehen. If the drill 11 is to be removed from the tool holder 10, the sleeve 13 is held stationary while the shaft 12 is rotated manually in the direction of an arrow in FIG. 3. The curve part 25 of the recess 20 comes to bear against the end surface of the drive element 15, as shown in FIG. 3. In this way, the drive element is displaced outward against the bias by the elastic ring 14. As soon as the shaft 12 has been rotated into this angular position, the drive element 15 is no longer in the engagement region of the recess 20 (see FIG. 4), and the drill 11 can now be pulled axially out of the sleeve 13.
In solchen Fällen, wo sowohl eine Rotations- als auch eine Stossbewegung auf das Werkzeug übertragen wird, tritt durch die Stossbewegungen die Tendenz auf, den Werkzeugschaft 12 aus der Hülse 13 herauszutreiben. Da jedoch dabei die schräge obere Oberfläche 21 der Vertiefung 20 in Eingriff mit der ebenfalls schrägen oberen Randfläche 23 des Antriebselementes 15 gebracht wird, wird die Axialbewegung des Werkzeugschaftes durch diese beiden zusammenwirkenden schrägen Oberflächen gegenüber der Hülse in eine Relativ-Rotations-bewegung umgewandelt, welche die Tendenz hat, das Antriebselement 15 in Eingriff mit dem Drehmoment-Übertragungsteil 24 zu bringen. Auf diese Weise wird der ursprünglich vorhandenen Tendenz zum Lösen des Werkzeugschaftes 12 entgegengewirkt. In such cases, where both a rotational and an impact movement are transmitted to the tool, the impact movements tend to drive the tool shaft 12 out of the sleeve 13. However, since the inclined upper surface 21 of the recess 20 is brought into engagement with the likewise inclined upper edge surface 23 of the drive element 15, the axial movement of the tool shank is converted into a relative rotational movement by these two cooperating inclined surfaces with respect to the sleeve tends to engage the drive member 15 with the torque transmission member 24. In this way, the originally existing tendency to loosen the tool shank 12 is counteracted.
Das in Fig. 6 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung ist gegenüber dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel von Fig. 1 bis 4 in der Weise geringfügig abgewandelt, The exemplary embodiment of the invention shown in FIG. 6 is slightly modified compared to the previously described exemplary embodiment of FIGS. 1 to 4,
dass jetzt der elastische Ring 14 mit einem integralen konischen Kragen 26 versehen ist. Dieser Kragen verhindert, dass Bohrspäne in die Lager der Bohrmaschine eindringen können, die in Verbindung mit dem Werkzeughalter benutzt wird. Alternativ dazu kann man den elastischen Ring 14 auch mit einer beliebigen anderen Abschirmung versehen, die vorzugsweise integral mit dem Ring verbunden sein kann. Durch solche Abschirmelemente kann man beispielsweise verhindern, dass der Kühlluftstrom für den Antriebsmotor der Bohrmaschine die Bohrspäne in ungünstiger Weise durcheinanderwirbelt. that now the elastic ring 14 is provided with an integral conical collar 26. This collar prevents drill chips from entering the bearings of the drill that is used in conjunction with the tool holder. Alternatively, the elastic ring 14 can also be provided with any other shield, which can preferably be integrally connected to the ring. Such shielding elements can be used, for example, to prevent the cooling air flow for the drive motor of the drilling machine from swirling the drilling chips in an unfavorable manner.
Das in Fig. 7 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung unterscheidet sich von den Ausführungen in Fig. 1 bis 6 nur geringfügig, und zwar in der Weise, dass hier die obere Begrenzungsfläche 21 der Vertiefung 20 des Schaftes 12 konvex gekrümmt ist, während die untere Oberfläche 22 korrespondierend konkav gekrümmt ist. Befindet sich der Bohrer 11 axial ausserhalb in Relation zu der Hülse 13, dann wirkt die obere Randfläche 23 des Antriebselementes 15 mit der konvex gekrümmten Oberfläche 21 in der Weise zusammen, dass der Bohrer 11 in seiner normalen Drehrichtung rotierend angetrieben wird. The exemplary embodiment of the invention shown in FIG. 7 differs only slightly from the embodiments in FIGS. 1 to 6 in such a way that here the upper boundary surface 21 of the depression 20 of the shaft 12 is convexly curved, while the lower surface 22 is correspondingly concavely curved. If the drill 11 is located axially outside in relation to the sleeve 13, then the upper edge surface 23 of the drive element 15 interacts with the convexly curved surface 21 in such a way that the drill 11 is driven to rotate in its normal direction of rotation.
Bei den Ausführungsbeispielen von Fig. 1 bis 7 ist das Antriebselement 15 in einer nach aussen und oben geneigten Richtung verschiebbar. Diese Schrägrichtung des Verschiebeweges erleichtert das Einschieben des Werkzeugschaftes 12 in die Hülse 13, weil der Werkzeugschaft das Antriebselement gegen die Vorspannung durch den elastischen Ring 14 aus der Axialbohrung in der Hülse 13 herausschieben kann, wenn das freie Ende des Schaftes gegen das Antriebselement 15 stösst. Sobald der Schaft 12 so weit in die Hülse 13 hineingeschoben worden ist, dass seine Vertiefung 20 sich auf gleicher Höhe wie das Antriebselement 15 befindet, dann wird letzteres automatisch in seine innere Position, d. h. in Eingriff mit der Vertiefung 20 zurückgeschoben. In the exemplary embodiments of FIGS. 1 to 7, the drive element 15 can be displaced in an outward and upward direction. This oblique direction of the displacement path facilitates the insertion of the tool shaft 12 into the sleeve 13 because the tool shaft can push the drive element against the bias by the elastic ring 14 out of the axial bore in the sleeve 13 when the free end of the shaft abuts the drive element 15. As soon as the shaft 12 has been pushed so far into the sleeve 13 that its recess 20 is at the same height as the drive element 15, the latter is automatically moved into its inner position, i.e. H. pushed back into engagement with the recess 20.
Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 8 ist das Antriebselement 15 so angeordnet und ausgebildet, dass es in einer reinen Radialrichtung verschiebbar ist. Hierbei ist die obere Randfläche 23 des Antriebselementes konvex abgerundet, damit sie mit der oberen Oberfläche 21 der Vertiefung 20 zusammenwirken kann. Zusätzlich besitzt das Antriebselement 15 in der Ausführung von Fig. 8 eine untere schräge Kante 27, welche das Einsetzen des Schaftes 12 in die Hülse 13 erleichtert. Wird nämlich der Schaft 12 von unten in die Hülse 13 eingeschoben, dann wirkt das freie Ende des Schaftes mit der schrägen Kante 27 in der Weise zusammen, dass das Antriebselement 15 radial nach aussen gegen die Vorspannung durch den elastischen Ring 14 verdrängt wird. In the embodiment of FIG. 8, the drive element 15 is arranged and designed such that it can be displaced in a purely radial direction. Here, the upper edge surface 23 of the drive element is rounded convexly so that it can interact with the upper surface 21 of the recess 20. In addition, the drive element 15 in the embodiment of FIG. 8 has a lower oblique edge 27, which facilitates the insertion of the shaft 12 into the sleeve 13. If the shaft 12 is pushed into the sleeve 13 from below, then the free end of the shaft interacts with the inclined edge 27 in such a way that the drive element 15 is displaced radially outward against the bias by the elastic ring 14.
Bei der Ausführung von Fig. 9 ist ein Fräswerkzeug 28 an dem Schaft 12 befestigt. Bei den zuvor behandelten Ausführungen ist die Axialausdehnung des Antriebselementes 15 kleiner als die Axialausdehnung der Vertiefung 20, so dass sich der Bohrer 11 in Grenzen axial gegenüber dem Werkzeughalter 10 bewegen kann. Im Gegensatz dazu ist bei der Ausführung von Fig. 9 die axiale Länge des Antriebselementes 15 im wesentlichen gleich gross wie die der Vertiefung 20. In diesem Falle ist das axial innere Ende des Antriebselementes 15 vorzugsweise mit einer Schicht aus einem elastischen Material 29, wie Gummi oder Kunststoff, belegt, und dieses Material bildet hier die schräge obere Randfläche 23. Die Elastizität dieser Schicht 29 erlaubt bei der Herstellung des Antriebselementes 15 und der Vertiefung 20 gröbere Toleranzen. In the embodiment of FIG. 9, a milling tool 28 is attached to the shaft 12. In the previously discussed embodiments, the axial extent of the drive element 15 is smaller than the axial extent of the recess 20, so that the drill 11 can move axially relative to the tool holder 10 within limits. In contrast, in the embodiment of FIG. 9, the axial length of the drive element 15 is essentially the same as that of the recess 20. In this case, the axially inner end of the drive element 15 is preferably with a layer of an elastic material 29, such as rubber or plastic, and this material here forms the inclined upper edge surface 23. The elasticity of this layer 29 allows coarser tolerances in the manufacture of the drive element 15 and the recess 20.
Selbstverständlich beschränkt sich die Erfindung nicht nur auf die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele, wie Bohr-und Fräswerkzeuge, sondern lässt sich auch auf andere Werkzeughalter bzw. Werkzeugschäfte übertragen. Ferner sei angemerkt, dass der Werkzeughalter mit zwei oder noch mehr Antriebselementen ausgestattet sein kann, und der zugehörige Werkzeugschaft hätte dann eine entsprechende Anzahl von Vertiefungen. Während bei den dargestellten Ausführungsbeispielen der Werkzeugschaft integral mit dem zugeordneten Werkzeug verbunden ist, kann der Werkzeugschaft alternativ auch als separater Teil ausgebildet sein, der mittels eines Verbindungsteils oder eines Adapters mit jedem beliebigen Werkzeug verbunden werden kann, beispielsweise mit Hilfe konischer Oberflächen, welche die Verwendung unterschiedlicher Werkzeuge an ein und demselben Werkzeugschaft ermöglichen. Of course, the invention is not only limited to the exemplary embodiments described above, such as drilling and milling tools, but can also be transferred to other tool holders or tool shanks. Furthermore, it should be noted that the tool holder can be equipped with two or more drive elements, and the associated tool shank would then have a corresponding number of depressions. While in the illustrated exemplary embodiments the tool shank is integrally connected to the associated tool, the tool shank can alternatively also be formed as a separate part which can be connected to any tool by means of a connecting part or an adapter, for example with the aid of conical surfaces which use enable different tools on the same tool shank.
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
S S
2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims (13)

  1. 616 355 616 355
    2 2nd
    PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS
    1. Werkzeugaufnahmevorrichtung mit einem Werkzeughalter mit einer im wesentlichen zylindrischen Bohrung, in der ein Werkzeugschaft lösbar Aufnahme findet, und mit mindestens einem zu dem Werkzeughalter gehörigen, verschiebbar angeordneten und in Treibeingriff mit einer Ausnehmung des Werkzeugschaftes bringbaren Antriebselement, welches in der Weise mit einer Anlagefläche der Ausnehmung nahe dem freien Ende des Werkzeugschaftes zusammenwirkt, dass ein axiales Entfernen desselben aus der Bohrung des Werkzeughalters verhindert wird, und welches durch Drehen des Werkzeugschaftes in einer ersten Drehrichtung mit einer Fläche der Ausnehmung so zusammenwirkt, dass das Antriebselement aus dem Eingriff mit der Ausnehmung verschoben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagefläche (21) und der mit dieser zusammenwirkende Oberflächenbereich (23) des Antriebselementes (15) so geformt sind, dass auf den Werkzeugschaft (12) eine Tendenz zur Rotation in eine der genannten ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten Drehrichtung übertragen wird, wenn diese Oberflächen (21 und 23) durch axial gerichtete Kräfte aufeinandergepresst werden. 1. Tool holding device with a tool holder with an essentially cylindrical bore, in which a tool shaft can be detachably received, and with at least one drive element belonging to the tool holder, which is arranged displaceably and can be brought into driving engagement with a recess of the tool shaft, which in this way has a contact surface the recess cooperates near the free end of the tool shaft to prevent axial removal of the same from the bore of the tool holder, and which cooperates with a surface of the recess by rotating the tool shaft in a first direction of rotation such that the drive element is disengaged from the recess is displaced, characterized in that the contact surface (21) and the surface area (23) of the drive element (15) cooperating with it are shaped in such a way that there is a tendency for the tool shaft (12) to rotate in one of the first directions of rotation mentioned opposite second direction of rotation is transmitted when these surfaces (21 and 23) are pressed together by axially directed forces.
  2. 2. Werkzeugaufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der in die zylindrische Bohrung einschiebbare Teil des Antriebselementes (15) eine Steueroberfläche (23) aufweist, welche so gestaltet ist, dass auf den in die Bohrung eingeschobenen Werkzeugschaft (12) eine Tendenz zur Rotation in der genannten zweiten Drehrichtung übertragen wird, wenn die Anlagefläche der Ausnehmung (20) in dem Werkzeugschaft (12) durch Axialkräfte gegen die Steueroberfläche gedrückt wird. 2. Tool holding device according to claim 1, characterized in that the part of the drive element (15) which can be inserted into the cylindrical bore has a control surface (23) which is designed such that there is a tendency for rotation on the tool shaft (12) inserted into the bore is transmitted in said second direction of rotation when the contact surface of the recess (20) in the tool shank (12) is pressed against the control surface by axial forces.
  3. 3. Werkzeugaufnahmevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steueroberfläche eine im wesentlichen ebene Oberfläche (23) ist, welche sich schräg zur Längsachse der zylindrischen Bohrung erstreckt. 3. Tool holding device according to claim 2, characterized in that the control surface is a substantially flat surface (23) which extends obliquely to the longitudinal axis of the cylindrical bore.
  4. 4. Werkzeugaufnahmevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ebene Oberfläche (23) gegenüber einer Ebene, die senkrecht zur Längsachse der zylindrischen Bohrung verläuft, einen Winkel einschliesst, der grösser als 15° ist. 4. Tool holding device according to claim 3, characterized in that the flat surface (23) with respect to a plane which is perpendicular to the longitudinal axis of the cylindrical bore includes an angle which is greater than 15 °.
  5. 5. Werkzeugaufnahmevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Winkel ungefähr 20° beträgt. 5. Tool holding device according to claim 4, characterized in that this angle is approximately 20 °.
  6. 6. Werkzeugaufnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (15) so angebracht ist, dass es in einer schrägen Richtung verschiebbar ist, welche durch die ebene Steueroberfläche (23) definiert ist. 6. Tool holding device according to one of claims 3 to 5, characterized in that the drive element (15) is mounted so that it is displaceable in an oblique direction, which is defined by the flat control surface (23).
  7. 7. Werkzeugaufnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steueroberfläche (23) des Antriebselementes (15) definiert ist durch die Aussenoberfläche einer Schicht (29) aus einem elastischen Material, wie beispielsweise Kunststoff. 7. Tool holding device according to one of claims 2 to 6, characterized in that the control surface (23) of the drive element (15) is defined by the outer surface of a layer (29) made of an elastic material, such as plastic.
  8. 8. Werkzeugaufnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, bei der das Antriebselement sich durch eine Wand einer die Bohrung umschliessenden Hülse erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass ein elastischer Ring (14) aus Gummi oder Kunststoffmaterial um die Hülse (13) herumgelegt ist und eine Vorspannung auf das äussere Ende des Antriebselementes (15) ausübt. 8. Tool holding device according to one of claims 2 to 7, wherein the drive element extends through a wall of a sleeve surrounding the bore, characterized in that an elastic ring (14) made of rubber or plastic material is placed around the sleeve (13) and a Exerts preload on the outer end of the drive element (15).
  9. 9. Werkzeugaufnahmevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Ring (14) einen sich radial nach aussen erstreckenden Flansch oder Mantel (26) besitzt, welcher integral angeformt ist. 9. Tool holder device according to claim 8, characterized in that the elastic ring (14) has a radially outwardly extending flange or jacket (26) which is integrally formed.
  10. 10. Werkzeugschaft für eine Werkzeugaufnahmevorrich-tung gemäss Anspruch 1, mit mindestens einer vom freien Schaftende entfernten Vertiefung, welche an einem an das freie Ende angrenzenden Ende eine sich quer zur Längsachse des Werkzeugschaftes erstreckende Anlagefläche bildet, dadurch gekennzeichnet, dass diese Anlagefläche (21) eine Steueroberfläche enthält, welche so geformt ist, dass sie dem Werkzeugschaft (12) eine Tendenz zur Rotation in der genannten zweiten Drehrichtung des Schaftes erteilt, wenn diese 10. Tool shank for a tool holder device according to claim 1, with at least one recess removed from the free shank end, which forms an abutment surface extending transversely to the longitudinal axis of the tool shank at an end adjacent to the free end, characterized in that this abutment surface (21) includes a control surface shaped to give the tool shank (12) a tendency to rotate in said second direction of rotation of the shank when it is
    5 Steueroberfläche durch axial gerichtete Kräfte gegen das Antriebselement (15) gepresst wird. 5 control surface is pressed against the drive element (15) by axially directed forces.
  11. 11. Werkzeugschaft nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steueroberfläche eine im wesentlichen ebene Oberfläche (21) ist, welche schiefwinklig zur Längsachse des io Werkzeugschaftes (12) verläuft. 11. Tool shank according to claim 10, characterized in that the control surface is a substantially flat surface (21) which extends at an oblique angle to the longitudinal axis of the io tool shank (12).
  12. 12. Werkzeugschaft nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die ebene Steueroberfläche (21) einen Winkel gegenüber einer Ebene einschliesst, welche senkrecht zur Längsachse des Werkzeugschaftes (12) verläuft und grösser als 12. Tool shank according to claim 11, characterized in that the flat control surface (21) encloses an angle with respect to a plane which runs perpendicular to the longitudinal axis of the tool shank (12) and is greater than
    1515° ist, vorzugsweise etwa 20°. 1515 °, preferably about 20 °.
  13. 13. Werkzeugschaft nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bodenoberflächenteil (25) der Vertiefung (20) leicht schrauben- oder wendeiförmig gekrümmt verläuft. 13. Tool shank according to one of claims 10 to 12, characterized in that a bottom surface part (25) of the recess (20) is slightly screw or helically curved.
    20 14. Werkzeugschaft nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigung dieser wendel- oder schraubenförmigen Oberfläche (25) 20 bis 40 cm beträgt. 20 14. Tool shank according to claim 13, characterized in that the pitch of this helical or helical surface (25) is 20 to 40 cm.
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